GR1009021B - Αυτονομη συσκευη καθοδικης προστασιας επιβαλλομενης τασης σε μεταλλικες επιφανειες με σπειροειδες ανοδιο μαγνησιου - Google Patents

Abstract

Η τροποποίηση αναφέρεται σε διάταξη σπειροειδούς μορφής υλικών, φύλλων μαγνησίου παραλλήλως τοποθετημένων με φύλλο χαλκού και ενδιαμέσως μονωμένων με αφρώδες και σπογγώδες υλικό (4,67,8), τοποθετημένων σε πλαστικό δοχείο (2) και σταθεροποιημένων, αφού εγχυθεί ενδιαμέσως αδρανές υλικό (11). Στο κέντρο της σπείρας έχει εμφυτευθεί ράβδος ως πυρήνας ανοδίου μαγνησίου (4) και η οποία συνδέεται με καλώδιο με την σπείρα, που την περιβάλλει. Η παρούσα διάταξη, αντικαθιστά τον τρόπο κατασκευής των προηγουμένων συσκευών, που περιγράφονται στο ΔΕ 1007131. Η νέα συσκευή μπορεί να αποδώσει ηλεκτρική τάση-1,7 volt, όπως πριν, αλλά μεγαλύτερη ένταση μέχρι 500mA. Σύμφωνα με την παρούσα διάταξη των υλικών, και εξαρτημάτων υπάρχει ευελιξία για την κατασκευή συσκευών αναλόγως των απαιτουμένων αναγκών των βιομηχανικών εγκαταστάσεων, των οικοδομών, αλλά και των διαφόρων αναγκών και απαιτήσεων στην ναυτιλία σε όλων των ειδών τα πλοία, ανεξαρτήτως μεγέθους.

Description

ΑΥΤΟΝΟΜΗ ΣΥΣΚΕΥΗ ΚΑΘΟΔΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΕΠΙΒΑΛΛΟΜΕΝΗΣ ΤΑΣΗΣ ΣΕ

ΜΕΤΑΛΛΙΚΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ ΜΕ ΣΠΕΙΡΟΕΙΔΕΣ ΑΝΟΔΙΟ ΜΑΓΝΗΣΙΟΥ

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

Η εφεύρεση αφορά τροποποίηση της αυτόνομης συσκευής καθοδικής προστασίας μεταλλικών επιφανειών, που κατοχυρώθηκε με τον αριθ. Διπλώματος 1007131 από το 2009.

Η ηλεκτρόλυση είναι ένα φθοροποιό για τα μέταλλα και κράματα μετάλλων φυσικό φαινόμενο το οποίο καταστρέφει μεταλλικές κατασκευές, εγκαταστάσεις, βιομηχανικούς εξοπλισμούς κλπ, οι οποίες για να δημιουργηθούν χρειάστηκαν ενίοτε και μεγάλα κεφάλαια.

Η προστασία και η συντήρησή τους λοιπόν είναι πλέον απαραίτητη, αλλά και αυτή η διαδικασία έχει αρκετό κόστος.

Τα λιγότερο δραστικά μέταλλα, όπως είναι γνωστό, απορροφούν ιόντα από τα περισσότερο δραστικά μέταλλα. Οι φθορές που δημιουργούνται εξ αιτίας αυτού του φαινομένου σε βάθος χρόνου, είναι τεράστιες σε όλες τις μεταλλικές επιφάνειες. Κατόπιν των παραπάνω γίνεται κατανοητό πως επιτάσσεται η προστασία εγκαταστάσεων για την διάρκεια της λειτουργίας τους.

Κατά την διάρκεια της φθοράς σε μη προστατευόμενες μεταλλικές επιφάνειες, παράγεται ηλεκτρική τάση ανάμεσα στα διάφορα μέταλλα που είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους, εφόσον αυτά είναι και σε κοινό υγρό περιβάλλον. Αυτή η ηλεκτρική τάση είναι μεταφορά ιόντων με μορφή ηλεκτρονίων από περισσότερο δραστικά μέταλλα προς τα λιγότερο δραστικά.

Η τάση αυτή είναι συγκεκριμένη για κάθε μέταλλο και αν υπάρξει διαφοροποίηση αλλάζει η συμπεριφορά όλης της εγκατάστασης, δηλαδή αν έχουμε μια αλληλουχία σε σύνδεση μετάλλων όπως πχ. Σιδηρούχα κράματα και αλουμίνιο σε σωληνώσεις που διαπερνώνται από νερό, τότε παρατηρείται μεταφορά ιόντων από το αλουμίνιο προς το σίδηρο και έτσι λειτουργεί η ηλεκτρόλυση, και δημιουργείται φθορά του αλουμινίου. Στο παράδειγμά μας, η μεταφορά των ιόντων γίνεται με την μορφή ηλεκτρικής τάσης συνεχούς ρεύματος μεγέθους μέχρι 900mV.

Αν τώρα επιβληθεί μεγαλύτερη τάση από τα 900 mv τότε η ηλεκτρόλυση σταματά. Βέβαια επειδή έχουμε συνεχές ρεύμα το πρόσημο στην επιβαλλόμενη τάση έχει σημαντικό ρόλο, πρέπει να είναι αρνητικό. Αν λοιπόν επιβάλουμε τάση -1000 mv σταματά το προηγούμενο φαινόμενο.

 Η αποτροπή λοιπόν του φαινομένου επιτυγχάνεται όταν επιβληθεί τάση μεγαλύτερη της παραγόμενης μεταξύ των μετάλλων αλλά και πυκνότητα μεγαλύτερη.

Στον τομέα αυτό έρχεται η καθοδική προστασία να προσδώσει όφελος ως προς την αποτροπή του φαινομένου της ηλεκτρόλυσης καιτων συνεπειών της, με την μείωση βέβαια των φθορών και της συντήρησης των εγκαταστάσεων.

 Για να είναι αξιόπιστη η καθοδική προστασία πρέπει να προσφέρει καλό αποτέλεσμα ως προς την αποτροπή του φαινομένου αλλά και την διάρκειά της σε βάθος χρόνου.

 Με τη συσκευή που περιγράφουμε μπορούμε να την εφαρμόσουμε σε οποιοδήποτε σύμπλεγμα μεταλλικών εγκαταστάσεων, μηχανημάτων, δικτύων, δεξαμενών, κλπ. Και να επιβάλλουμε ηλεκτρική τάση -1,6 volt σε συνεχές ρεύμα και με αρνητικό πρόσημο. Αυτό σημαίνει πως οι εγκαταστάσεις αρνητικοποιούνται επιφανειακά με αποτέλεσμα να μην αποβάλλουν ιόντα από την μάζα τους και επιπλέον να αποτρέπουν τις επιφανειακές οξειδώσεις. Η τάση αυτή είναι αρκετά ικανοποιητική διότι μπορεί να υπερκαλύψει όλες τις προκύπτουσες διαφορές δυναμικού, που ενδεχομένως να δημιουργούνται σε όλες τις μεταλλικές εγκαταστάσεις, και που μπορεί να προκύψουν από ηλεκτρόλυση μεταξύ τους και όχι από εξωγενείς παράγοντες.

Το ρεύμα που επιβάλλεται παράγεται από την μεταφορά ιόντων, λόγω της διαφοράς δυναμικού μεταξύ της μάζας του μαγνησίου και του δεύτερου ηλεκτρολυτικού πόλου (περιβλήματος χαλκού). Το ρεύμα είναι απολύτως συνεχές και συμβατό για την επιβολή του στα άλλα μέταλλα, διότι παράγεται με φυσικό τρόπο.

Φορτίζει αρνητικά απολύτως ικανοποιητικά τα προστατευόμενα μέταλλα και έτσι με την παρούσα μέθοδο ενώ η επιφάνεια ήταν άνοδος γαλβανικού στοιχείου δηλαδή αρνητικός οξειδωτικός πόλος, γίνεται κάθοδος ηλεκτρολυτικού κελιού, δηλαδή αρνητικός αναγωγικός πόλος.

 Η επιφάνεια εξακολουθεί να είναι αρνητικά φορτισμένη, αλλά η δράση της αντιστρέφεται και έχει προδιάθεση να πάθει αναγωγή και όχι οξείδωση.

Η συνδεσμολογία είναι απλή και δεν χρειάζονται εξειδικευμένες γνώσεις για την εφαρμογή των συσκευών, οι οποίες διαθέτουν 2 καλώδια (σχήμα 3). Το ένα εξέρχεται από το επάνω μέρος της συσκευής (21) και συνδέεται στις εγκαταστάσεις που επιθυμούμε να προστατεύσουμε το άλλο εξέρχεται από το πλαϊνό μέρος (19)και οδηγείται σε ηλεκτρόδιο γειώσεως το οποίο εμφυτεύεται στο έδαφος (20) κοντά στην συσκευή και στο σημείο τοποθέτησής της.

Επειδή οι επιφάνειες των μετάλλων ποικίλουν σε είδη ( χυτοσίδηρό, ανοξείδωτα, διάφορα κράματα μετάλλων κλπ) αλλά και σε μέγεθος επιφάνειας, είναι κατανοητό ότι και οι ανάγκες της πυκνότητας του ρεύματος που πρέπει να επιβληθεί είναι κυμαινόμενη, διότι όσο μεγαλύτερη επιφάνεια επιθυμούμε να προστατεύσουμε τόσο περισσότερη πυκνότητα χρειάζεται.

 Η νέα συσκευή λοιπόν είναι βελτιωμένη διότι έχει την δυνατότητα να προστατεύσει επιφάνειες από 50 m2 ως και 250 m2 και αυτό είναι διαφορετικό ανάλογα με το είδος των μετάλλων που παρεμβάλλονται.

 Η παραγόμενη πυκνότητα όπως έχει προαναφερθεί μπορεί να φτάσει πλέον των 500mA ανά συσκευή.

 Οι συνήθεις ανάγκες επικάλυψης των μεταλλικών επιφανειών με αρνητική τάση των 1,7 volt κυμαίνονται πάνω από 2 έως και 5 mA/m2 πυκνότητα ρεύματος. Οι ανάγκες αυτές έχουν προκύψει από μελέτες και αφορά την πλειονότητα των μεταλλικών κατασκευών. Η κάθε συσκευή λοιπόν μπορεί να προστατεύσει επιφάνειες από 100 έως και 250 m2 μεταλλικής επιφάνειας.

 Η πυκνότητα του ρεύματος είναι πάρα πολύ σημαντικός παράγων αφού αυτή μειώνεται κατά την εφαρμογή λόγω της αντίστασης, σύμφωνα με τον νόμο του ΩΜ, όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια στην οποία επιβάλλεται, εν προκειμένω η επιφάνεια που πρέπει να προστατευτεί από την ηλεκτρόλυση.

 Η συσκευή την οποία αναφερόμαστε παράγει ασθενή ηλεκτρική τάση την οποία είναι άκρως ικανοποιητική για καθοδική προστασία και την οποία εμείς διοχετεύουμε με καλώδιο σε οποιαδήποτε σημεία εγκαταστάσεων επιλέξουμε για να προστατευτούν.

 Η τάση αυτή παράγεται με τον ίδιο τρόπο που λειτουργεί η ηλεκτρόλυση δηλαδή με την διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο μετάλλων, και αυτό την καθιστά απόλυτα συμβατική. Η συμβατότητα της επιβαλλόμενης τάσης είναι επίσης σημαντικός παράγων που συμβάλει στην απόδοση της εφαρμογής.

Όπως προαναφέραμε το κάθε μέταλλο έχει όριο διαφοράς δυναμικού και σύμφωνα τον πίνακα δραστικότητας των μετάλλων βλέπουμε ότι μεταξύ των κοινών και μη πολυτίμων αλλά και μη σιδηρούχων μετάλλων το πιο δραστικό είναι το μαγνήσιο που μπορεί να αποδώσει μέχρι και -1700 mv σε αντιδιαστολή με τον χαλκό σαν δεύτερο ηλεκτρολυτικό πόλο, αφού είναι το λιγότερο δραστικό μέταλλο.

Ο αποκλεισμός των πολυτίμων μετάλλων γίνεται για λόγους οικονομικούς αφού μιλάμε για χαμηλού κόστους εφαρμογή διότι είναι αναλώσιμη. Καθώς επίσης και για μη σιδηρούχα μέταλλα διότι αυτά είναι και τα πιο δραστικά.

Έχουμε λοιπόν, την μέθοδο παραγωγής της επιθυμητής τάσης αλλά πρέπει να λάβουμε υπόψη όπως προαναφέραμε ότι η πυκνότητα είναι το δεύτερο συστατικό για την καλύτερη εφαρμογή και απόδοση της συσκευής.

 Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται καλύτερη ομοιογένεια και αλληλοκάλυψη των μετάλλων με αποτέλεσμα την προστασία, σε μεγαλύτερες επιφάνειες και σε βάθος χρόνου καθώς επίσης μειώνονται τα σημεία εφαρμογής και κατά συνέπεια επιτυγχάνεται οικονομία στην συνολική εφαρμογή.

Σύμφωνα με την παρούσα μέθοδο διάταξης των ανοδίων μέσα στην συσκευή μπορούμε να έχουμε την απόδοση της τάσης περίπου -1700 mv συνεχές και πυκνότητα έως και 500 mA, Σε βάθος χρόνου πλέον των 3 χρόνων με σταθερή απόδοση.

Το παραγόμενο ρεύμα είναι προϊόν της διαφοράς δυναμικού μεταξύ των ανοδίων μαγνησίου και περιβλημάτων χαλκού συνολικά σπειροειδώς τοποθετημένων. Η σπειροειδής τοποθέτηση έχει καλύτερη απόδοση διότι, η επιφάνεια των ανόδων είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των μεμονωμένων τεμαχίων, αφού το μαγνήσιο σε φύλλο πλέον έχει πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια να αντιπαραβάλει απέναντι στο φύλλο χαλκού, από ότι τα μεμονωμένα τεμάχια μαγνησίου, περιμετρικά.

Για τον λόγο αυτό, οι συσκευές πρέπει να επιβάλλουν σταθερή τάση αλλά σε όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ένταση για να καλύπτεται μεγάλη επιφάνεια μετάλλων, αλλά και σε όσο το δυνατόν μεγαλύτερη διάρκεια χρόνου.

Οι συσκευές επειδή έχουν σαν πηγή ενέργειας μέταλλο μαγνησίου στην συγκεκριμένη δομή και κατασκευή μπορεί να διαρκέσει από 3 έως και 5 χρόνια, και αυτό είναι ένα πλεονέκτημα που προσδίδεται, αφού προσφέρει ακόμα μεγαλύτερη οικονομία και στην οικολογία λόγω των μικρότερων απαιτήσεων σε πρώτες ύλες, διότι οι αντικαταστάσεις των συσκευών παρατείνονται στο βάθος του χρόνου.

Μια επιπλέον εφαρμογή, με άριστα αποτελέσματα είναι η καθοδική προστασία στην ναυτιλία.

OL μεταλλικές επιφάνειες εξωτερικά των πλοίων, προστατεύονται με θυσιαζόμενες ανόδους κυρίως ψευδαρνύρου και αλουμινίου. Μέσα όμως στα μηχανοστάσια και στις μηχανολογικές εγκαταστάσεις, μπορούν άριστα να προστατευτούν με τις παρούσες συσκευές με την ανάλογη τροποποίηση της τοποθέτησης του ηλεκτροδίου γειώσεως σε δίκτυο θαλασσινού νερού.

Έτσι λοιπόν έχουμε οφέλη και πλεονεκτήματα κατά την εφαρμογή όπως αυτά που παραθέτουμε ενδεικτικά:

                          Αυτονομία ενέργειας, αφού δεν απαιτείται τροφοδοσία από εξωτερική πηγή ενέργειας.

                          Η συσκευή είναι μιας χρήσεως, που σημαίνει ότι όταν εξαντληθεί η μάζα της ανόδου η οποία παράγει την ενέργεια η συσκευή παύει να λειτουργεί και αντικαθίσταται ολόκληρη.

                          Είναι περιβαλλοντικά φιλική, αφού προστατεύει από οξειδώσεις και δεν δημιουργεί απόβλητα.

                          Δεν προκαλεί θέματα ασφαλείας για τον άνθρωπο και τα ζώα, λόγω της ασθενούς τάσεως.

                          Δεν επηρεάζεται από εξωγενείς παράγοντες, ούτε από διάφορα καιρικά η άλλα φαινόμενα.

Δεν επηρεάζει, κατά κανένα τρόπο τους περιβάλλοντες χώρους.

 Προσφέρει μεγαλύτερη ασφάλεια, στην υγεία αφού η λειτουργία της δεν έχει επαφή με το περιεχόμενο των δικτύων, δεξαμενών, σωληνώσεων που μπορεί να περιέχουν τρόφιμα ή πόσιμο νερό.

 Η απόδοση δεν κυμαίνεται, αλλά είναι σταθερή για όλη την διάρκεια ζωής της.

 Ο χρόνος διάρκειας της προστασίας είναι ελεγχόμενος, αφού μπορεί να κατασκευαστεί σύμφωνα με οποιοδήποτε επιθυμητό χρόνο διάρκειας μικρό ή μεγάλο.

Λόγω της μεγαλύτερης παραγόμενης πυκνότητας καθίσταται οικονομική αφού με λιγότερες συσκευές και συνεπώς, λιγότερη δαπάνη μπορεί να προστατευθεί μεγαλύτερη μεταλλική επιφάνεια.

 Μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το ευρύ κοινό χωρίς να απαιτούνται ιδιαίτερες και ειδικευμένες τεχνικές γνώσεις, ούτε για την τοποθέτηση αλλά ούτε και για την αντικατάστασή τους.

Δεν απαιτείται καμία επέμβαση στις συσκευές, ούτε για συντήρηση η επισκευή καθόλη την διάρκεια ζωής τους.

Οι εγκαταστάσεις για τις οποίες προορίζεται, δεν χρειάζονται καμία προετοιμασία η μετατροπή.

Έχει εφαρμογή με άριστα αποτελέσματα σε μεγάλο εύρος εγκαταστάσεων, στην βιομηχανία, στη ναυτιλία σας οικοδομές κλπ.

 Η σχέση κόστους - απόδοσης αποφέρει υψηλό συντελεστή υπέρ της ωφέλειας άμεσα, αλλά και μακροπρόθεσμα.

 Παρέχει καθοδική προστασία απόλυτα συμβατή με τα μέταλλα, διότι η τάση παράγεται με φυσικό τρόπο από τα πλέον δραστικότερα μέταλλα.

 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ - ΑΠΟΚΑΛΥΨΗ ΤΗΣ ΣΥΣΚΕΥΗΣ

Στο (σχήμα 1) φαίνεται η κάτοψη της συσκευής η οποία διαμορφώνεται μέσα σε ένα πλαστικό δοχείο (2) και αποτελείται από:

Ένα κεντρικό πυρήνα ανοδίου μαγνησίου (4) στο κέντρο ο οποίος στο επάνω μέρος φέρει σημείο σύνδεσης (1) της συσκευής με τις εγκαταστάσεις που προορίζεται να τοποθετηθεί και το οποίο μέσα στην συσκευή είναι ενωμένο σε βρόγχο, με ένα καλώδιο γέφυρας (3), το οποίο ενώνει τον πυρήνα (4) με το περιμετρικά KOL σπειροειδώς τοποθετημένο φύλλο μαγνησίου (8).

 Παράλληλα με το φύλλο μαγνησίου (8) και στις ίδιες διαστάσεις σπειροειδώς τοποθετείται φύλλο χαλκού (6) . Με αυτόν τον τρόπο δημιουργούμε τον δεύτερο ηλεκτρολυτικό πόλο μέσα στην συσκευή και δημιουργείται το ηλεκτρολυτικό κελί για την παραγωγή της διαφοράς δυναμικού μέσα στην συσκευή.

Ανάμεσα στα δύο μέταλλα, τοποθετούμε μαλακό σπογγώδες υλικό ( αφρολέξ) (7) στις ίδιες διαστάσεις και με αυτό τον τρόπο έχουμε μόνωση ανάμεσα στα δύο μέταλλα, σταθερή μικρή απόσταση μεταξύ τους, διαπερατότητα των ιόντων μεταξύ των μετάλλων αποθήκευση νερού και υγρασίας η οποία είναι απαραίτητο στοιχείο για την μεταφορά ιόντων, απορρόφηση των συστολών και διαστολών των υλικών εξ αιτίας των μεταβολών θερμοκρασίας αλλά κυρίως λόγω της διόγκωσης στην περιοχή του μαγνησίου το οποίο με την πάροδο του χρόνου και την λειτουργία της συσκευής μετατρέπεται σε οξείδιο του μαγνησίου και άλας τα οποία πλέον είναι τα απόβλητα και έχουν όγκο περίπου 3πλάσιο του αρχικού όταν αυτό ήταν σε μορφή μετάλλου.

Την παραπάνω διάταξη των υλικών τοποθετούμε μέσα στο προαναφερόμενο πλαστικό δοχείο (2) και μέσα περιχύνουμε το αδρανές υλικό (11) ( γύψο κλπ.) σε ρευστή μορφή με τρόπο ώστε να διεισδύσει καλά ανάμεσα σε όλα τα κενά σημεία της συσκευής.

Στο πλαϊνό μέρος του δοχείου, έχουμε τοποθετήσει μεταλλικό ακροδέκτη (5) ο οποίος έχει προσκολληθεί στο φύλλο χαλκού (6) εσωτερικά του δοχείου.

Αυτός ο πλαϊνός ακροδέκτης με ένα καλώδιο (9) συνδέεται με ηλεκτρόδιο γειώσεως (10), το οποίο εμφυτεύεται στο έδαφος στο σημείο που τοποθετείται η συσκευή προς λειτουργία στις εγκαταστάσεις. Στη ναυτιλία για να έχουμε το αντίστοιχο αποτέλεσμα θα πρέπει το ηλεκτρόδιο γειώσεως να τοποθετείται σε σημείο του πλοίου ώστε να είναι συνεχώς μέσα σε θαλασσινό νερό ( περιγράφεται στο σχήμα 2). Το σημείο παρεμβολής είναι κάποιος σωλήνας ο οποίος διαρρέεται από θαλασσινό νερό.

ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ

Συσκευή παραγωγής ασθενούς ηλεκτρικού ρεύματος (συνεχούς) παραγόμενου από την διαφορά δυναμικού μεταξύ μετάλλων. Το παραγόμενο ρεύμα επιβάλλεται σε μεταλλικές επιφάνειες και εγκαταστάσεις και αποτρέπει την εμφάνιση του φαινομένου της ηλεκτρόλυσης.

Το παραγόμενο ρεύμα είναι της τάξης του 1,6 volt. Συνεχές και επιβάλλεται με αρνητικό πρόσημο (-).

Δυνατότητα έντασης παραγόμενης τάσης από 50 mA έως 500 mA

Διάρκεια ζωής της συσκευής περίπου 5 χρόνια, από την τοποθέτηση.

Η συσκευή είναι αναλώσιμη, δεν επισκευάζεται , μόνο αντικαθίσταται από νέα μετά το πέρας λειτουργίας της.

ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΑ ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ

 Καλώδιο εξόδου (1) (σχήμα 1) προς σύνδεση στην προστατευόμενη επιφάνεια. Μονοπολικό πολύκλωνο, εύκαμπτο, διατομής ανάλογης του μεγέθους της συσκευής από 6 έως και 25 τετ. χιλιοστών (καρέ).

 Καλώδιο (3) γέφυρας ανόδων κεντρικής εστίας μαγνησίου και σπειροειδούς φύλλου μαγνησίου. Από τα ανόδια μέχρι τον βρόγχο σύνδεσης με το καλώδιο εξόδου από την συσκευή, μονοπολικό, πολύκλωνο, εύκαμπτο, διατομής ανάλογα με το μέγεθος των ανοδίων από 2,5 έως και 10 καρέ.

 Κεντρική εστία ανοδίου μαγνησίου (4) (1<ος>ανοδικός πόλος), από μέταλλο μαγνησίου καθαρότητας 99,9% έως και 99,95% σε διαστάσεις κυμαινόμενες ανάλογα με το επιθυμητό μέγεθος της συσκευής και από 25*25*80 mm έως και 50*80*250mm. Αυτή είναι και η ποσότητα της μάζας μαγνησίου του κεντρικού πυρήνα που καθορίζεται από τον υπολογισμό του επιθυμητού χρόνου διάρκειας ζωής της συσκευής αλλά και την επιθυμητή πυκνότητα επιβολής της τάσης, και είναι προϊόν υπολογισμού.

Φύλο μαγνησίου (8) 1°<ς>ανοδικός πόλος, πάχους από 2 έως 5mm, μήκους από 800 έως 1500mm και πλάτος από 80 έως και 250 mm, ανάλογα με το μέγεθος της συσκευής. Επίσης αυτή είναι η ποσότητα μάζας μαγνησίου που καθορίζεται από τον υπολογισμό του επιθυμητού χρόνου διάρκειας ζωής της συσκευής, αλλά και την επιθυμητή πυκνότητα ρεύματος όπως και στην παράγραφο 3.

Αδρανές υλικό (11) με βάση τον γύψο 90% και πρόσμιξη μπετονίτη και δίτανθρακικής σόδας σε ποσότητα μέχρι 10%, για την διατήρηση της υγρασίας, την σταθεροποίηση των εξαρτημάτων και υλικών μέσα στη συσκευή καθώς και την διευκόλυνση της ροής των ιόντων από τις ανόδους Μαγνησίου προς την κάθοδο (περιμετρικά φύλλα χαλκού). Αυτό διοχετεύεται μέσα στο δοχείο σε ρευστή μορφή με τρόπο ώστε να διεισδύσει σε όλα τα σημεία και τα υλικά της συσκευής ομοιόμορφα, μέχρι επάνω και σε ύφος μέχρι την κάλυψη των υλικών , χωρίς να τα καλύπτει.

Αφρώδες, μαλακό, σπογγώδες υλικό (αφρολέξ) (7), σε διαστάσεις κυμαινόμενες ανάλογα με το μέγεθος της συσκευής πάχους από 10 έως και 30mm και μήκος και πλάτος όσο και το φύλλο μαγνησίου (1) ώστε να παρεμβάλλεται σαν μόνωση ανάμεσα στο μαγνήσιο και τον χαλκό (6). Η παρουσία του υλικού αυτού χρησιμεύει σαν αποθήκη νερού και γενικά υγρασίας η οποία είναι απαραίτητο συστατικό για την ομαλή ροή ιόντων από τις ανόδους προς την κάθοδο, και ως σταθεροποιητής των εξαρτημάτων και υλικών της συσκευής, αλλά και τέλος να απορροφά τις διαστολές του αδρανούς υλικού όταν αυτό διογκώνεται εξ αιτίας της αλλοιώσεως των ανοδίων στην πάροδο του χρόνου, οι οποίες δημιουργούν οξείδια και άλατα του μαγνησίου.

Φύλλο χαλκού (6) 2<ος>καθοδικός πόλος από μέταλλο χαλκού καθαρότητας τουλάχιστον 99,9%, πάχους από 0,10 έως και 0,25 mm, το μήκος και το πλάτος πρέπει να είναι ίδιο με τα φύλλα του μαγνησίου (1) και του αφρώδους υλικού (7) .

Όλα τοποθετούνται σε πλαστικό δοχείο (2) αναλόγου μεγέθους.

Το (10) ηλεκτρόδιο γειώσεως προς ενταφιασμό είναι μεταλλικό από χυτοσίδηρο, ή χαλκό, ή τιτάνιο, διαστάσεων από Φ8 έως και Φ20 και μήκους από 120 έως και 250 mm αναλόγως της συσκευής.

Το ηλεκτρόδιο γειώσεως (10) προς χρήση των απαραίτητων γειώσεων σε πλοία αποτελείται από υδραυλική τάπα (13) στο(Σχήμα 2) διατομής αναλόγου του μεγέθους της συσκευής από % ίντσα έως 4 ιντσών η οποία φέρει διάτρηση στο απάνω μέρος ανάλογη του μεγέθους της ράβδου τιτανίου (16) από 4mm έως 8mm και μήκος από 50mm έως και 130 mm, μονωμένη (14 και 15) ώστε να μην έχει επαφή με την τάπα και αυτή η τελευταία να βιδώνει με σπείρωμα ,ώστε να είναι στεγανή. Το επάνω μέρος της ράβδου ηλεκτροδίου του τιτανίου που εξέχει από την τάπα έχει σπείρωμα με περικόχλια (12) ώστε να γίνεται η σύνδεση του καλωδίου που προέρχεται από το πλαϊνό μέρος της συσκευής (9) στο σχήμαΐ. Το κάτω μέρος της ράβδου τιτανίου ηλεκτροδίου είναι περιεστρεμμένο σπειροειδώς και ελικοειδώς από το κέντρο προς τα έξω και μέχρι του μεγέθους της εσωτερικής περιμέτρου της τάπας.

 ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΣΥΣΚΕΥΗΣ

Δημιουργούμε ένα σετ που αποτελείται από αλλεπάλληλες στρώσεις φύλλων όπως παρακάτω:

               Στρώνουμε κάτω το φύλλο χαλκού, κομμένο πχ. στις διαστάσεις 100mm πλάτος και μήκος 9100mm. Το πάχος είναι 0,12mm.

               Πάνω στο φύλλο αυτό στις ίδιες διαστάσεις πλάτους και μήκους τοποθετούμε, φύλλο αφρώδους μαλακού υλικού σε πάχος 10mm.

               Ακολούθως από επάνω στρώνουμε φύλλο μαγνησίου πάλι στις ίδιες διαστάσεις ως προς το πλάτος και το μήκος και σε πάχος 20mm

              Τέλος από επάνω τοποθετούμε πάλι, φύλλο αφρώδους υλικού όπως παραπάνω.

Όλα αυτά τα υλικά περιστρέφονται τυλίγοντας ρολό, ώστε να δημιουργήσουμε ένα σπιράλ τύπου σαλιγκαριού, με τουλάχιστον 3 σπείρες.

Το ρολό αυτό που έχει προκύψει, τοποθετείται σε δοχείο πλαστικό. Η εξωτερική όψη του ρολού έχει το φύλλο χαλκού, το οποίο εφάπτεται στο πλαστικό δοχείο. Σε σημείο της μέσης του ύφους του δοχείου και κοντά στο άκρο του φύλλου, εμφυτεύεται και σταθεροποιείται ακροδέκτης γειώσεως.

Από το επάνω μέρος του δοχείου και στο κέντρο του ρολού εμφυτεύεται, ράβδος μαγνησίου (πυρήνας) και σταθεροποιείται χωρίς να εφάπτεται με κανένα άλλο μεταλλικό εξάρτημα.

Από το κεντρικό πυρήνα εξέρχεται μικρό καλώδιο, το οποίο σχηματίζει γέφυρα και συνδέεται με το ρολό φύλλο μαγνησίου. Στο μέσον του καλωδίου γέφυρας δημιουργείται βρόγχος, στον οποίο συνδέεται καλώδιο για την έξοδο από την συσκευή και προορίζεται για την σύνδεση στις εγκαταστάσεις.

Μετά την εμφύτευση όλων των υλικών και εξαρτημάτων, στο δοχείο εγχέεται το αδρανές υλικό μίγμα σε ρευστή μορφή με τρόπο ώστε να διεισδύσει σε όλα τα μέρη KOL τα σημεία των εξαρτημάτων, το οποίο στερεοποιείται και μετά από λίγο σταθεροποιεί τα υλικά. Επιπροσθέτως όταν γίνει η πλήρης στερεοποίηση του μίγματος, συμπληρώνεται στην συσκευή νερό όσο μπορεί να απορροφηθεί από το αφρώδες υλικό.

Από  αυτή  τη  στιγμή,  η  συσκευή  λειτουργεί     κανονικά. 

 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΗΣ ΣΥΣΚΕΥΗΣ

Ένα παράδειγμα εφαρμογής της συσκευής είναι ένας αγωγός ύδρευσης. Ανάλογα με την διατομή του αγωγού, το μήκος του και την χρονική διάρκεια που επιθυμούμε την καθοδική προστασία υπολογίζουμε την κατασκευή των ανοδίων.

 Γνωρίζουμε την απόδοση του μετάλλου του μαγνησίου ότι η απόδοσή του σύμφωνα με τα διεθνή Στάνταρτ είναι 1200AH/kg μάζας καθαρότητας μετάλλου 999.9%.

Γνωρίζουμε επίσης το μήκος έστω 500μ του χαλύβδινου αγωγού(17) (στο σχήμα 3), και την διατομή του Φ500.mm. αυτό μας δίνει μεταλλική επιφάνεια περίπου 785τμ.

Επιλέγουμε επίσης την αναγκαιότητα πυκνότητας ρεύματος προς επιβολή τα 3 mA/τμ.

Καθώς επίσης και την διάρκεια προστασίας για 3 έτη.

Υπολογίζουμε λοιπόν 365ημ*3=1095 ημ*24 ώρες=26280ώρες*3ιηΑ =78840mA/H/1000= 78,840A/H*785m=61889AH/1292=47.9 κιλά μετάλλου μαγνησίου είναι η αναγκαιότητα σε μαγνήσιο για το έργο αυτό.

Με τα ανόδία του τύπου που αναφέρονται στην πατέντα 1007131 θα έπρεπε να κατασκευασθούν περίπου 26 συσκευές και να διαμοιραστούν σε όλο το μήκος του αγωγού.

Με την παρούσα τροποποίηση μπορούν να κατασκευαστούν 7 συσκευές και να διαμοιραστούν. Διότι η απόδοση σε πυκνότητα τώρα είναι περισσότερη και στο ίδιο έργο μπορούν να τοποθετηθούν λιγότερες συσκευές που σημαίνει μεγαλύτερη οικονομία και στην εγκατάσταση και στον έλεγχο των ανοδίων.

Claims (6)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1.    Μέθοδος παραγωγής ηλεκτρικής τάσης για την καθοδική προστασία μέσω διαφοράς δυναμικού μετάλλων, χαρακτηριζόμενη από, α) μαγνησίου (άνοδος)(4,8) και β) χαλκού (κάθοδος) (6), σε μορφή μεταλλικών φύλλων παράλληλα τοποθετημένων και στα οποία παρεμβάλλεται μαλακό σπογγώδες υλικό (7) και αδρανές υλικό, με βάση τον γύψο και πρόσμιξη σόδας και μπετονίτη (11), τα φύλλα σπειροειδώς περιεστρεμμένα περί ενός πυρήνα μετάλλου μαγνησίου (4) KOL τοποθετημένα μέσα σε πλαστικό δοχείο (2).

2.    Μέθοδος καθοδικής προστασίας (για την αποτροπή του φαινομένου της ηλεκτρόλυσης), σύμφωνα με την αξίωση 1 χαρακτηριζόμενη από, επιβαλλόμενη τάση παραγόμενη από θυσιαζόμενη άνοδο δραστικού μη σιδηρούχου μετάλλου που σχηματίζει δίπολο με φύλλο άλλου μετάλλου, ευρισκόμενα σε κοινό περιβάλλον. Η διαφορά δυναμικού που παράγεταί από τα μέταλλα αυτά είναι η ηλεκτρική τάση, η οποία οδηγείται με αγωγούς (καλώδια) σε μεταλλικές επιφάνειες παρέχοντας καθοδική προστασία.

3.    Αυτόνομη συσκευή καθοδικής προστασίας επιβαλλόμενης τάσης μέσω θυσιαζόμενης ανόδου μαγνησίου (4,8). Χαρακτηριζόμενη από πλαστικό δοχείο (2), μέσα στο οποίο έχει τοποθετηθεί σύνολο φύλλων σε σπειροειδή μορφή (ρολού) και με περιστροφή πλέον των 3 στροφών (6,7,8) . Όλα τα ανωτέρω ευρίσκονται βυθισμένα σε αδρανές υλικό γύψου, μπετονίτη και σόδας (11) μέσα στο πλαστικό δοχείο (2), χωρίς να υπερκαλύπτονται. Η παραπάνω διάταξη πολλαπλασιάζει την πυκνότητα ρεύματος.

4. Αυτόνομη συσκευή καθοδικής προστασίας επιβαλλόμενης τάσης μέσω θυσιαζόμενης ανόδου μαγνησίου σύμφωνα με την αξίωση 3 χαρακτηριζόμενη περαιτέρω, από φύλλα μαγνησίου (6) και χαλκού (8) στα οποία παρεμβάλλεται μαλακό σπογγώδες υλικό (αφρολέξ) (7), κομμένα σε ίδιες διαστάσεις και περιτυλιγμένα σε σχήμα ρολού με εσωτερική διάταξη το φύλλο μαγνησίου (6) και εξωτερική το φύλλο χαλκού (8), σε σπείρες άνω των 3, και στο κέντρο πυρήνας μετάλλου μαγνησίου (4) ανεξάρτητος χωρίς να έχει επαφή με τα άλλα υλικά.

5.    Αυτόνομη συσκευή καθοδικής προστασίας επιβαλλόμενης τάσης μέσω θυσιαζόμενης ανόδου μαγνησίου σύμφωνα με την αξίωση 3 χαρακτηριζόμενη περαιτέρω, από δίπολο αποτελούμενο από μέταλλο μαγνησίου η και κράματα αυτού, και μέταλλο χαλκού απαρτίζουν την συσκευή η οποία αποδίδει ηλεκτρική τάση μέχρι l,7volt συνεχές ρεύμα και ένταση μέχρι 500mA. Η τάση αυτή επιβάλλεται με αρνητικό πρόσημο, σε μεταλλικές επιφάνειες και εγκαταστάσεις προς αποτροπή του φαινομένου της ηλεκτρόλυσης, με καλώδιο (1) που εξέρχεται από την συσκευή. Προκειμένου να ολοκληρωθεί το κύκλωμα χαρακτηρίζεται από ακροδέκτη (5) που βρίσκεται στο πλαϊνό μέρος της συσκευής. Ένα καλώδιο (9) συνδέεται με μεταλλικό ηλεκτρόδιο γειώσεως (10) το οποίο ενταφιάζεται στο έδαφος,

6.     Αυτόνομη συσκευή καθοδικής προστασίας επιβαλλόμενης τάσης μέσω θυσιαζόμενης ανόδου μαγνησίου σύμφωνα με την αξίωση 3 χαρακτηριζόμενη περαιτέρω, προκειμένου να εφαρμοσθεί στην ναυτιλία για την καθοδική προστασία των μεταλλικών μερών των πλοίων εξωτερικά (γάστρα) αλλά και εσωτερικά στα μηχανικά μέρη, από τη γείωση της συσκευής η οποία γίνεται με ηλεκτρόδιο γειώσεως, σχήμα 2 του οποίου το ένα μέρος είναι εμβαπτισμένο στο νερό.

Το ηλεκτρόδιο, χαρακτηριστικά έχει την διαφόρων διατομών (13), η οποία διαπερ μετάλλου εξωτερικώς μονωμένη (14,15) ώσ τάπα (13) και στεγανή. Η τάπα (13) με το η δίκτυο νερού, που τροφοδοτεί τις μηχανές πλ τους ή για άλλες χρήσεις, και σε σημείο εμβαπτισμένο το ηλεκτρόδιο τιτανίου πο δημιουργείταί γείωση του κυκλώματος της σ μορφή υδραυλικής τάπας σωληνώσεων νάται από ράβδο τιτανίου (16) ή άλλου τε να μην είναι αγώγιμα το τιτάνιο με την λεκτρόδιο τιτανίου (16) παρεμβάλλεται σε οίων ή άλλων εγκαταστάσεων για την ψύξη ώστε διαρκώς και αδιαλείπτως να είναι υ διαπερνά την τάπα στο νερό, και να υσκευής καθοδικής προστασίας.